基于嵌入式系统的便携式射频识别系统的研发

论文摘要

随着自动识别技术的发展,射频识别（RFID,Radio FrequencyIdentification）技术在自动识别和数据采集领域受到了极大的关注。如果将射频识别技术应用于车辆管理中,可以有效提高管理部门的工作效率,而且可以提高车辆信息的安全性。但是目前RFID系统主要以固定式为主,因此对基于嵌入式系统的便携式射频识别系统的研究具有重要现实意义。该系统可应用于公路、铁路等车辆管理系统中。本文首先介绍了射频识别技术,包括射频技术的原理、分类以及在国内外的发展现状等;然后介绍了嵌入式操作系统的基本概念。并从理论和实用的角度分析了嵌入式系统,提出了基于嵌入式系统的便携式射频识别系统的设计方案。围绕该方案,设计了以LPC2210,ZLG500读写器为主要模块的RFID系统,包括扩展Nor FLASH,Nand FLASH,PSRAM,人机界面等。为了能在微处理器上应用实时操作系统μC/OS-Ⅱ,将μC/OS-Ⅱ移植到LPC2210上,并进行裁剪,同时设计了基于μC/OS-Ⅱ的多任务软件系统,包括各功能模块的软件程序,并在硬件平台上验证了程序的正确性。调试结果表明,用本文设计的射频识别系统具有很好的扩展性和很大的灵活性,为进一步研究开发射频识别系统奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 射频识别技术
• 1.3 国内外发展现状
• 1.4 本论文主要工作
• 第2章 RFID系统的组成及相关技术
• 2.1 RFID技术的物理基础
• 2.2 RFID系统的组成
• 2.2.1 射频标签
• 2.2.2 读写器
• 2.2.3 RFID系统分类
• 2.3 射频识别的相关技术
• 2.3.1 编码与调制
• 2.3.2 数据的完整性
• 2.3.3 数据的安全性
• 2.4 RFID系统工作原理
• 2.5 RFID系统的应用领域
• 2.6 本章小结
• 第3章 嵌入式系统
• 3.1 嵌入式系统简介
• 3.1.1 嵌入式系统
• 3.1.2 实时嵌入式系统
• 3.2 嵌入式系统现状
• 3.3 嵌入式系统微处理器平台
• 3.3.1 常用的嵌入式微处理器架构体系
• 3.3.2 嵌入式微处理器LPC2210
• 3.3.3 ARM7TDMI内核概述
• 3.4 嵌入式实时多任务操作系统
• 3.4.1 嵌入式实时多任务操作系统简介
• 3.4.2 应用嵌入式实时多任务操作系统必要性
• 3.4.3 嵌入式操作系统的选择
• 3.5 μC/OS-Ⅱ操作系统
• 3.6 本章小结
• 第4章 基于嵌入式系统的便携式射频识别系统硬件设计
• 4.1 LPC2210处理器低功耗分析
• 4.1.1 LPC2210处理器的低功耗工艺
• 4.1.2 LPC2210处理器的低功耗特性
• 4.2 射频识别主机系统硬件框图
• 4.3 存储器扩展设计及功耗分析
• 4.3.1 系统存储器电路
• 4.3.2 NAND FLASH存储器电路
• 4.3.3 存储器功耗分析
• 4.4 射频识别读写器模块
• 4.5 RS232串口电路
• 4.6 人机界面设计
• 4.7 电源及复位设计
• 4.8 晶振电路模块
• 4.9 JTAG接口电路
• 4.10 硬件设计成果
• 4.11 本章小结
• 第5章 系统软件设计
• 5.1 系统软件结构
• 5.2 μC/OS-Ⅱ的移植
• 5.2.1 移植的条件
• 5.2.2 移植μC/OS-Ⅱ到LPC2210
• CPU.H的移植'>5.2.2.1 0S_CPU.H的移植
• CPU.C的移植'>5.2.2.2 OS_CPU.C的移植
• CPU_A.S的移植'>5.2.2.3 OS_CPU_A.S的移植
• 5.2.3 μC/OS-Ⅱ的裁剪
• 5.3 系统初始化及主程序
• 5.4 RFID读写模块软件设计
• 5.4.1 协议
• 5.4.1.1 自动波特率探测
• 5.4.1.2 控制字符定义
• 5.4.1.3 协议描述
• 5.4.1.4 数据块格式
• 5.4.2 读卡模块软件
• 5.5 串口通信模块软件设计
• 5.6 人机界面模块软件设计
• 5.6.1 MiniGUI的GAL移植
• 5.6.2 MiniGUI的IAL移植
• 5.6.3 交叉编译MiniGUI
• 5.6.4 液晶屏显示软件
• 5.7 软件低功耗设计
• 5.8 系统设计验证
• 5.9 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文与研究成果